JP3316660B2 - 光増幅器およびレーザ装置 - Google Patents
光増幅器およびレーザ装置Info
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- JP3316660B2 JP3316660B2 JP10768495A JP10768495A JP3316660B2 JP 3316660 B2 JP3316660 B2 JP 3316660B2 JP 10768495 A JP10768495 A JP 10768495A JP 10768495 A JP10768495 A JP 10768495A JP 3316660 B2 JP3316660 B2 JP 3316660B2
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- Japan
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- bond
- erbium
- doped
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
- H01S3/16—Solid materials
- H01S3/17—Solid materials amorphous, e.g. glass
- H01S3/177—Solid materials amorphous, e.g. glass telluride glass
Landscapes
- Lasers (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光増幅媒体ならびにこ
れを用いた光増幅器およびレーザ装置に関し、特に１．
６μｍから１．７μｍの波長域でも動作可能な広帯域光
増幅媒体ならびにこれを用いた光増幅器およびレーザ装
置に関する。
れを用いた光増幅器およびレーザ装置に関し、特に１．
６μｍから１．７μｍの波長域でも動作可能な広帯域光
増幅媒体ならびにこれを用いた光増幅器およびレーザ装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信システムを運用するに当っては、
信号光の他にシステムを保守、監視するための光が必要
になる。例えば、１．５５μｍ帯の光通信システムには
１．６μｍから１．７μｍの波長帯の光による保守、監
視が考えられており、そのため、この波長帯の光源や光
ファイバ増幅器の開発が望まれている。
信号光の他にシステムを保守、監視するための光が必要
になる。例えば、１．５５μｍ帯の光通信システムには
１．６μｍから１．７μｍの波長帯の光による保守、監
視が考えられており、そのため、この波長帯の光源や光
ファイバ増幅器の開発が望まれている。
【０００３】近年、光通信分野への応用を目的として、
コアに希土類元素を添加した光ファイバを光増幅媒体と
した光ファイバ増幅器、Ｅｒ（エルビウム）添加光ファ
イバ増幅器（ＥＤＦＡ）の研究開発が進められ、光通信
システムへの応用が盛んに進められている。
コアに希土類元素を添加した光ファイバを光増幅媒体と
した光ファイバ増幅器、Ｅｒ（エルビウム）添加光ファ
イバ増幅器（ＥＤＦＡ）の研究開発が進められ、光通信
システムへの応用が盛んに進められている。
【０００４】特に、将来見込まれる通信サービスの多様
化に対応するため伝送容量の拡大を図る波長多重を利用
した光通信方式の研究が行われている。この波長多重伝
送方式に使用されるＥＤＦＡに要求される特性は、先
ず、信号波長による増幅利得の変動が小さいことであ
る。これは、ＥＤＦＡにより多段に中継増幅されると信
号間の強度レベル差が付き、使用している全波長に渡り
均一な特性の伝送ができなくなるためである。従って、
現在、利得が波長に対してフラットなＥＤＦＡの研究が
進められている。
化に対応するため伝送容量の拡大を図る波長多重を利用
した光通信方式の研究が行われている。この波長多重伝
送方式に使用されるＥＤＦＡに要求される特性は、先
ず、信号波長による増幅利得の変動が小さいことであ
る。これは、ＥＤＦＡにより多段に中継増幅されると信
号間の強度レベル差が付き、使用している全波長に渡り
均一な特性の伝送ができなくなるためである。従って、
現在、利得が波長に対してフラットなＥＤＦＡの研究が
進められている。
【０００５】Ｅｒ添加石英系光ファイバの場合、利得の
波長依存性が急峻であり（利得の凹凸が激しく）、これ
を補正するために、ＥＤＦＡ内にフィルタ等を挿入して
利得をフラットにしている。しかし、利得がフラットに
なる波長幅は１０ｎｍ程度という狭いものである。
波長依存性が急峻であり（利得の凹凸が激しく）、これ
を補正するために、ＥＤＦＡ内にフィルタ等を挿入して
利得をフラットにしている。しかし、利得がフラットに
なる波長幅は１０ｎｍ程度という狭いものである。
【０００６】比較的利得がフラットな波長領域が広い特
性を持つものとしてＥｒ添加フッ化物ファイバが知られ
ている。しかし、これとても利得がフラットな波長幅は
３０ｎｍ程度に限られている。
性を持つものとしてＥｒ添加フッ化物ファイバが知られ
ている。しかし、これとても利得がフラットな波長幅は
３０ｎｍ程度に限られている。
【０００７】より広い波長域で利得フラットな特性をも
つＥＤＦＡが実現されれば使用できる信号波長が広げら
れ伝送容量の格段の向上が期待できるため、そのような
ＥＤＦＡの実現が望まれている。
つＥＤＦＡが実現されれば使用できる信号波長が広げら
れ伝送容量の格段の向上が期待できるため、そのような
ＥＤＦＡの実現が望まれている。
【０００８】また、広い波長域でチューナブルなレーザ
光源が開始されれば、それを波長多重伝送の光源として
利用でき、やはり通信容量の増大に応用することができ
るため、そのようなＥＤＦＡの実現が望まれている。
光源が開始されれば、それを波長多重伝送の光源として
利用でき、やはり通信容量の増大に応用することができ
るため、そのようなＥＤＦＡの実現が望まれている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これま
でのところ１．６μｍから１．７μｍの波長帯域で動作
する光ファイバ増幅器はない。
でのところ１．６μｍから１．７μｍの波長帯域で動作
する光ファイバ増幅器はない。
【００１０】本発明はこのような事情に鑑み、増幅波長
帯域が広く１．６μｍから１．７μｍの波長帯域まで動
作する光増幅媒体ならびにこれを用いた光増幅器および
レーザ装置を提供することを目的とする。
帯域が広く１．６μｍから１．７μｍの波長帯域まで動
作する光増幅媒体ならびにこれを用いた光増幅器および
レーザ装置を提供することを目的とする。
【００１１】本発明の目的は、従来の増幅利得が狭い波
長域でしかフラットにならないＥＤＦＡの特性を改良
し、高い量子効率、低雑音で幅広い波長域で増幅利得が
フラットになるＥＤＦＡを提供することである。
長域でしかフラットにならないＥＤＦＡの特性を改良
し、高い量子効率、低雑音で幅広い波長域で増幅利得が
フラットになるＥＤＦＡを提供することである。
【００１２】本発明の目的は、従来の増幅利得が狭い波
長でしかフラットにならないＥＤＦＡの特性を改良し、
幅広い波長域で増幅利得がフラットになるＥＤＦＡおよ
び高帯域チューナブルレーザを提供することである。
長でしかフラットにならないＥＤＦＡの特性を改良し、
幅広い波長域で増幅利得がフラットになるＥＤＦＡおよ
び高帯域チューナブルレーザを提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の第１の態様は、コアが少なくともエルビウムが添加
されたガラスで形成された光ファイバからなる光増幅媒
体、該光増幅媒体を励起するための励起光源、および該
励起光源からの励起光と信号光とを前記光増幅媒体に入
力する入力手段を備えた光増幅器であって、前記光増幅
媒体は、コアがホウ素、リンおよび水酸基よりなる群か
ら選択される少なくとも1種が添加され、Ｂ−Ｏ結合、
Ｐ−Ｏ結合またはＯ−Ｈ結合の少なくとも１種の結合を
有する、少なくともエルビウムが添加された酸化テルラ
イト系ガラスである光ファイバからなり、そして前記励
起光源は前記エルビウムの４Ｉ１１／２準位を直接励起
する０.９８μｍ付近の光を放射し得る励起光源からな
る、ことを特徴とする光増幅器である。
明の第１の態様は、コアが少なくともエルビウムが添加
されたガラスで形成された光ファイバからなる光増幅媒
体、該光増幅媒体を励起するための励起光源、および該
励起光源からの励起光と信号光とを前記光増幅媒体に入
力する入力手段を備えた光増幅器であって、前記光増幅
媒体は、コアがホウ素、リンおよび水酸基よりなる群か
ら選択される少なくとも1種が添加され、Ｂ−Ｏ結合、
Ｐ−Ｏ結合またはＯ−Ｈ結合の少なくとも１種の結合を
有する、少なくともエルビウムが添加された酸化テルラ
イト系ガラスである光ファイバからなり、そして前記励
起光源は前記エルビウムの４Ｉ１１／２準位を直接励起
する０.９８μｍ付近の光を放射し得る励起光源からな
る、ことを特徴とする光増幅器である。
【００１４】本発明の第２の態様は、コアが少なくとも
エルビウムを添加したガラスで形成された光ファイバか
らなる複数の光増幅媒体を直列に配置した光増幅器であ
って、前記複数の光増幅媒体の少なくとも１つが前記第
１の態様に記載の光増幅媒体からなることを特徴とする
光増幅器にある。
エルビウムを添加したガラスで形成された光ファイバか
らなる複数の光増幅媒体を直列に配置した光増幅器であ
って、前記複数の光増幅媒体の少なくとも１つが前記第
１の態様に記載の光増幅媒体からなることを特徴とする
光増幅器にある。
【００１５】本発明の第３の態様は、コアが少なくとも
エルビウムが添加されたガラスで形成された光ファイバ
からなる光増幅媒体を少なくとも一部に有する光共振
器、および前記光増幅媒体を励起する励起光源を具備す
るレーザ装置であって、前記光増幅媒体が、前記第１の
態様に記載の光増幅媒体からなり、前記励起光源が前記
第１の態様に記載の励起光源からなることを特徴とする
レーザ装置にある。
エルビウムが添加されたガラスで形成された光ファイバ
からなる光増幅媒体を少なくとも一部に有する光共振
器、および前記光増幅媒体を励起する励起光源を具備す
るレーザ装置であって、前記光増幅媒体が、前記第１の
態様に記載の光増幅媒体からなり、前記励起光源が前記
第１の態様に記載の励起光源からなることを特徴とする
レーザ装置にある。
【００１６】本発明の第４の態様は、コアが少なくとも
エルビウムを添加したガラスで形成された光ファイバか
らなる複数の光増幅媒体を直列に配置したレーザ装置で
あって、前記複数の光増幅媒体の少なくとも１つが前記
第１の態様に記載の光増幅媒体からなることを特徴とす
るレーザ装置にある。
エルビウムを添加したガラスで形成された光ファイバか
らなる複数の光増幅媒体を直列に配置したレーザ装置で
あって、前記複数の光増幅媒体の少なくとも１つが前記
第１の態様に記載の光増幅媒体からなることを特徴とす
るレーザ装置にある。
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【作用】本発明は、Ｅｒ（エルビウム）を添加した酸化
テルライド系ガラスを用いた光ファイバを光増幅媒体と
して用い、Ｅｒの 4Ｉ13/2準位から 4Ｉ15/2準位への誘
導放出遷移を利用することを最も主要な特徴とする。図
６はＥｒ3+イオンのエネルギ準位図であり、上準位 4Ｉ
13/2から規定状態と同じ下準位 4Ｉ15/2への遷移により
発光することを示している。
テルライド系ガラスを用いた光ファイバを光増幅媒体と
して用い、Ｅｒの 4Ｉ13/2準位から 4Ｉ15/2準位への誘
導放出遷移を利用することを最も主要な特徴とする。図
６はＥｒ3+イオンのエネルギ準位図であり、上準位 4Ｉ
13/2から規定状態と同じ下準位 4Ｉ15/2への遷移により
発光することを示している。
【００２１】図７は、酸化テルライド系ガラス中のＥｒ
3+の 4Ｉ13/2→ 4Ｉ15/2の発光およびフッ化物ガラス中
のＥｒ3+の 4Ｉ13/2→ 4Ｉ15/2の発光を比較したもので
ある。
3+の 4Ｉ13/2→ 4Ｉ15/2の発光およびフッ化物ガラス中
のＥｒ3+の 4Ｉ13/2→ 4Ｉ15/2の発光を比較したもので
ある。
【００２２】Ｅｒ3+の 4Ｉ13/2→ 4Ｉ15/2発光は、フッ
化物ガラス中では他のガラス、例えば、石英ガラス中な
どよりも幅広い 4Ｉ13/2→ 4Ｉ15/2発光帯を有すること
が知られている。しかし、図７からわかるように、１．
６μｍより長波長には発光は持たずＥｒはフッ化物ガラ
ス中に在っても１．６μｍ以上の長波長での光増幅やレ
ーザ発振は困難である。
化物ガラス中では他のガラス、例えば、石英ガラス中な
どよりも幅広い 4Ｉ13/2→ 4Ｉ15/2発光帯を有すること
が知られている。しかし、図７からわかるように、１．
６μｍより長波長には発光は持たずＥｒはフッ化物ガラ
ス中に在っても１．６μｍ以上の長波長での光増幅やレ
ーザ発振は困難である。
【００２３】しかし、Ｅｒは酸化テルライド系ガラス中
に添加されると他のガラス中よりも強い電場を受け、そ
の結果、 4Ｉ13/2や 4Ｉ15/2準位等の受けるスターク効
果による準位拡がりが大きくなり、より長波長域でも誘
導放出断面積を持ち、図７で見られるように１．６５μ
ｍ以上の長波長でも蛍光が存在する。
に添加されると他のガラス中よりも強い電場を受け、そ
の結果、 4Ｉ13/2や 4Ｉ15/2準位等の受けるスターク効
果による準位拡がりが大きくなり、より長波長域でも誘
導放出断面積を持ち、図７で見られるように１．６５μ
ｍ以上の長波長でも蛍光が存在する。
【００２４】従って、Ｅｒを少なくともコアに添加した
酸化テルライド系ガラスファイバを光増幅媒体とすれ
ば、Ｅｒ添加石英ファイバやＥｒ添加フッ化物ファイバ
では実現できなかった１．６μｍから１．７μｍにかけ
ての光増幅やレーザ発振が可能になる。酸化テルライド
系ガラスがホウ素、リンまたは水酸基のうち少なくとも
１種を含むと、０．９８μｍ励起した場合も利得係数向
上および雑音指数が改善される。すなわち、Ｂ−Ｏ，Ｐ
−Ｏ，Ｏ−Ｈの振動エネルギは、それぞれ約１４００ｃ
ｍ-1、１２００ｃｍ-1、３７００ｃｍ-1であり、これら
を含まない酸化テルライドガラスのフォノンエネルギー
は６００〜７００ｃｍ-1であるので、倍以上大きくな
る。このため、波長０．９８μｍ付近の光でＥｒの 4Ｉ
11/2準位を直接励起して 4Ｉ13/2→ 4Ｉ15/2遷移による
１．５μｍの光増幅を起こすと多音子放出による緩和を
受け易く量子効率の低下が少ないため、 4Ｉ13/2準位の
励起効率が低下しにくいからである（図７）。また、 4
Ｉ11/2準位から 4Ｉ13/2準位への緩和が起き易いと 4Ｉ
13/2準位を１．４８μｍ付近の光で直接励起するよりも
4Ｉ11/2準位を励起したのち 4Ｉ13/2準位を励起した方
が 4Ｉ13/2準位および 4Ｉ15/2準位間の反転分布が得易
く、従って雑音特性も優れるからである。
酸化テルライド系ガラスファイバを光増幅媒体とすれ
ば、Ｅｒ添加石英ファイバやＥｒ添加フッ化物ファイバ
では実現できなかった１．６μｍから１．７μｍにかけ
ての光増幅やレーザ発振が可能になる。酸化テルライド
系ガラスがホウ素、リンまたは水酸基のうち少なくとも
１種を含むと、０．９８μｍ励起した場合も利得係数向
上および雑音指数が改善される。すなわち、Ｂ−Ｏ，Ｐ
−Ｏ，Ｏ−Ｈの振動エネルギは、それぞれ約１４００ｃ
ｍ-1、１２００ｃｍ-1、３７００ｃｍ-1であり、これら
を含まない酸化テルライドガラスのフォノンエネルギー
は６００〜７００ｃｍ-1であるので、倍以上大きくな
る。このため、波長０．９８μｍ付近の光でＥｒの 4Ｉ
11/2準位を直接励起して 4Ｉ13/2→ 4Ｉ15/2遷移による
１．５μｍの光増幅を起こすと多音子放出による緩和を
受け易く量子効率の低下が少ないため、 4Ｉ13/2準位の
励起効率が低下しにくいからである（図７）。また、 4
Ｉ11/2準位から 4Ｉ13/2準位への緩和が起き易いと 4Ｉ
13/2準位を１．４８μｍ付近の光で直接励起するよりも
4Ｉ11/2準位を励起したのち 4Ｉ13/2準位を励起した方
が 4Ｉ13/2準位および 4Ｉ15/2準位間の反転分布が得易
く、従って雑音特性も優れるからである。
【００２５】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
に説明する。
【００２６】〔実施例１〕ＴｅＯ2 （７７モル％）−Ｎ
ａ2 Ｏ（６モル％）−ＺｎＯ（１５．５モル％）−Ｂｉ
2 Ｏ3 （１．５モル％）ガラスをコア材としてＥｒを１
０００ｐｐｍ添加し、ＴｅＯ2 （７５モル％）−Ｎａ2
Ｏ（５モル％）−ＺｎＯ（２０モル％）ガラスをクラッ
ド材とし、カットオフ波長０．９５μｍ、コア・クラッ
ド屈折率差２％の光ファイバを形成し、これを光増幅媒
体とした。この光増幅媒体を用い、１．６μｍから１．
７μｍの波長帯の光増幅器を作成し、増幅実験を行っ
た。励起波長として０．９８μｍを選び、１．６μｍか
ら１．７μｍ帯の信号光源としてＤＦＢレーザを用い
た。
ａ2 Ｏ（６モル％）−ＺｎＯ（１５．５モル％）−Ｂｉ
2 Ｏ3 （１．５モル％）ガラスをコア材としてＥｒを１
０００ｐｐｍ添加し、ＴｅＯ2 （７５モル％）−Ｎａ2
Ｏ（５モル％）−ＺｎＯ（２０モル％）ガラスをクラッ
ド材とし、カットオフ波長０．９５μｍ、コア・クラッ
ド屈折率差２％の光ファイバを形成し、これを光増幅媒
体とした。この光増幅媒体を用い、１．６μｍから１．
７μｍの波長帯の光増幅器を作成し、増幅実験を行っ
た。励起波長として０．９８μｍを選び、１．６μｍか
ら１．７μｍ帯の信号光源としてＤＦＢレーザを用い
た。
【００２７】図１は、本実施例の構成図であり、信号光
源１および励起光源２は光カップラ３を介して増幅用光
ファイバ４の一端に接続され、増幅用光ファイバ４の他
端には光アイソレータ５が接続されている。なお、各部
品の接続は光ファイバ６で行われている。
源１および励起光源２は光カップラ３を介して増幅用光
ファイバ４の一端に接続され、増幅用光ファイバ４の他
端には光アイソレータ５が接続されている。なお、各部
品の接続は光ファイバ６で行われている。
【００２８】この構成の光増幅器を用いた増幅実験によ
り、１．６μｍから１．７μｍの間の波長で増幅利得を
得ることができた。
り、１．６μｍから１．７μｍの間の波長で増幅利得を
得ることができた。
【００２９】また、同じ光増幅媒体を用いて、図２で示
すチューナブルな狭帯域バンドパスフィルタを挿入した
リングレーザを構成した。かかるリングレーザは、図１
の信号光源１の代りに、光アイソレータ５の出力側を光
カップラ３に接続してリング状の光共振器を形成し、こ
のリング状光共振器の途中に狭帯域バンドパスフィルタ
７を挿入したものである。そして、狭帯域バンドパスフ
ィルタ７の透過域を１．６μｍから１．７μｍの間で変
動させ、励起光源２から光を入射してレーザ発振実験を
行った。その結果、出力端８から上記波長帯でのレーザ
発振を確認することができた。
すチューナブルな狭帯域バンドパスフィルタを挿入した
リングレーザを構成した。かかるリングレーザは、図１
の信号光源１の代りに、光アイソレータ５の出力側を光
カップラ３に接続してリング状の光共振器を形成し、こ
のリング状光共振器の途中に狭帯域バンドパスフィルタ
７を挿入したものである。そして、狭帯域バンドパスフ
ィルタ７の透過域を１．６μｍから１．７μｍの間で変
動させ、励起光源２から光を入射してレーザ発振実験を
行った。その結果、出力端８から上記波長帯でのレーザ
発振を確認することができた。
【００３０】以上の実施例では励起波長として０．９８
μｍを使い、 4Ｉ11/2準位を励起したが、１．４８μｍ
帯の波長を用い 4Ｉ13/2準位を直接励起しても良いこと
は言うまでもない。また、０．９８μｍより短波長の光
で 4Ｉ11/2準位よりエネルギの高い準位を励起しても良
い。
μｍを使い、 4Ｉ11/2準位を励起したが、１．４８μｍ
帯の波長を用い 4Ｉ13/2準位を直接励起しても良いこと
は言うまでもない。また、０．９８μｍより短波長の光
で 4Ｉ11/2準位よりエネルギの高い準位を励起しても良
い。
【００３１】〔実施例２〕図１の構成の光増幅器を用
い、１．５μｍ帯の光増幅実験を行った。励起波長は
０．９８μｍであった。その結果、短波長域では、通常
のＥｒ添加ファイバ増幅幅では利得の得られない１．４
７μｍでも利得が確認できた。これにより、波長幅にし
て１６０ｎｍ以上の広い領域で利得が得られることが確
認できた。
い、１．５μｍ帯の光増幅実験を行った。励起波長は
０．９８μｍであった。その結果、短波長域では、通常
のＥｒ添加ファイバ増幅幅では利得の得られない１．４
７μｍでも利得が確認できた。これにより、波長幅にし
て１６０ｎｍ以上の広い領域で利得が得られることが確
認できた。
【００３２】〔実施例３〕Ｅｒの代りにＥｒおよびＹｂ
を共添加したガラスをコアとした以外は実施例１と同様
な光ファイバを作製し、光増幅媒体とした。
を共添加したガラスをコアとした以外は実施例１と同様
な光ファイバを作製し、光増幅媒体とした。
【００３３】この光増幅媒体を用い、実施例１および実
施例２の構成で、光増幅実験およびレーザ発振実験を行
った。励起波長として１．０２９μｍ（Ｙｂ添加ＹＡＧ
レーザ）、１．０４７μｍ（Ｎｄ添加ＹＬＦレーザ）、
１．０５３μｍ（Ｎｄ添加ＹＡＧレーザ）、１．０６４
（Ｎｄ添加ＹＡＧレーザ）等を使った。このようにＹｂ
をＥｒと共添加した場合、ＹｂからＥｒへのエネルギ移
動を利得することにより、上述したような波長で励起し
ても１．６μｍから１．７μｍの間でのレーザ発振およ
び１．５μｍ帯の広帯域光増幅を確認することができ
た。
施例２の構成で、光増幅実験およびレーザ発振実験を行
った。励起波長として１．０２９μｍ（Ｙｂ添加ＹＡＧ
レーザ）、１．０４７μｍ（Ｎｄ添加ＹＬＦレーザ）、
１．０５３μｍ（Ｎｄ添加ＹＡＧレーザ）、１．０６４
（Ｎｄ添加ＹＡＧレーザ）等を使った。このようにＹｂ
をＥｒと共添加した場合、ＹｂからＥｒへのエネルギ移
動を利得することにより、上述したような波長で励起し
ても１．６μｍから１．７μｍの間でのレーザ発振およ
び１．５μｍ帯の広帯域光増幅を確認することができ
た。
【００３４】以上の実施例では光ファイバの組成として
一例を示したが、本発明はこれに限定されるものではな
い。たとえば、Ｃｓ2 Ｏ，Ｒｂ2 Ｏ，Ｋ2 Ｏ，Ｎａ2
Ｏ，Ｌｉ2 Ｏ，ＢａＯ，ＳｒＯ，ＣａＯ，ＭｇＯ，Ｂｅ
Ｏ，Ｌａ2 Ｏ3 ，Ｙ2 Ｏ3 ，Ｓｃ2 Ｏ3 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，
ＴｈＯ2 ，ＨｆＯ2 ，ＺｒＯ2 ，ＴｉＯ2 ，Ｔａ2
Ｏ5，Ｎｂ2 Ｏ5 ，ＷＯ3 ，Ｔｌ2 Ｏ，ＣｄＯ，Ｚｎ
Ｏ，ＰｂＯ，Ｉｎ2 Ｏ3 ，Ｇａ2 Ｏ3 ，Ｂｉ2 Ｏ3 のい
ずれかひとつ以上をＴｅＯ2 とともに含むガラスであっ
てもよい（参照：ガラスハンドブック（第８編）、作花
済夫他編集、朝倉書店、昭和５０年発行）。また、Ｅｒ
またはＥｒおよびＹｂは、コアのみでなく、クラッドに
も添加してもよい。
一例を示したが、本発明はこれに限定されるものではな
い。たとえば、Ｃｓ2 Ｏ，Ｒｂ2 Ｏ，Ｋ2 Ｏ，Ｎａ2
Ｏ，Ｌｉ2 Ｏ，ＢａＯ，ＳｒＯ，ＣａＯ，ＭｇＯ，Ｂｅ
Ｏ，Ｌａ2 Ｏ3 ，Ｙ2 Ｏ3 ，Ｓｃ2 Ｏ3 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，
ＴｈＯ2 ，ＨｆＯ2 ，ＺｒＯ2 ，ＴｉＯ2 ，Ｔａ2
Ｏ5，Ｎｂ2 Ｏ5 ，ＷＯ3 ，Ｔｌ2 Ｏ，ＣｄＯ，Ｚｎ
Ｏ，ＰｂＯ，Ｉｎ2 Ｏ3 ，Ｇａ2 Ｏ3 ，Ｂｉ2 Ｏ3 のい
ずれかひとつ以上をＴｅＯ2 とともに含むガラスであっ
てもよい（参照：ガラスハンドブック（第８編）、作花
済夫他編集、朝倉書店、昭和５０年発行）。また、Ｅｒ
またはＥｒおよびＹｂは、コアのみでなく、クラッドに
も添加してもよい。
【００３５】さらに、光増幅器は、本発明の光増幅媒体
と、この光増幅媒体を励起する励起光源と、信号光の入
力および出力手段を有するものであれば上述した構成に
限定されるものではない。
と、この光増幅媒体を励起する励起光源と、信号光の入
力および出力手段を有するものであれば上述した構成に
限定されるものではない。
【００３６】また、レーザ装置は、光ファイバで構成さ
れた光共振器の途中に本発明の光増幅媒体を挿入し、さ
らに、この光増幅媒体を励起する励起光源を有するもの
であれば、特に限定されるものではない。
れた光共振器の途中に本発明の光増幅媒体を挿入し、さ
らに、この光増幅媒体を励起する励起光源を有するもの
であれば、特に限定されるものではない。
【００３７】〔実施例４〕増幅用ファイバとしてＥｒ１
０００ｐｐｍをコアに添加したファイバ４ｍを用いて
１．５μｍ帯の増幅特性を測定した。コアガラス組成を
ＴｅＯ2 （７５モル％）−ＺｎＯ（１３モル％）−Ｎａ
2 Ｏ（３モル％）−Ｂｉ2 Ｏ3 （４モル％）−Ｐ2 Ｏ5
（５モル％）としてリンを添加し、クラッドガラス組成
をＴｅＯ2 （７５モル％）−Ｎａ2 Ｏ（５モル％）−Ｚ
ｎＯ（２０モル％）とした。コア・クラッド屈折率差は
２％であり、カットオフ波長を０．９６μｍとした。
０．９８μｍの光（光源は半導体レーザ）を励起光とし
て１．５μｍ帯の小信号利得を測定したところ、リンを
添加しないものに比較し利得効率は５倍増加して２ｄＢ
／ｍＷに達した。また、入力信号レベルを０ｄＢｍとし
て飽和領域での利得スペクトルを測定したところ、１５
３０ｎｍから１６００ｎｍまでの７０ｍｍ幅で利得がフ
ラットになった（励起強度は１００ｍＷであった）。こ
のようにコアガラスとしてリンを添加することにより、
利得係数および雑音指数が大幅に改善した。
０００ｐｐｍをコアに添加したファイバ４ｍを用いて
１．５μｍ帯の増幅特性を測定した。コアガラス組成を
ＴｅＯ2 （７５モル％）−ＺｎＯ（１３モル％）−Ｎａ
2 Ｏ（３モル％）−Ｂｉ2 Ｏ3 （４モル％）−Ｐ2 Ｏ5
（５モル％）としてリンを添加し、クラッドガラス組成
をＴｅＯ2 （７５モル％）−Ｎａ2 Ｏ（５モル％）−Ｚ
ｎＯ（２０モル％）とした。コア・クラッド屈折率差は
２％であり、カットオフ波長を０．９６μｍとした。
０．９８μｍの光（光源は半導体レーザ）を励起光とし
て１．５μｍ帯の小信号利得を測定したところ、リンを
添加しないものに比較し利得効率は５倍増加して２ｄＢ
／ｍＷに達した。また、入力信号レベルを０ｄＢｍとし
て飽和領域での利得スペクトルを測定したところ、１５
３０ｎｍから１６００ｎｍまでの７０ｍｍ幅で利得がフ
ラットになった（励起強度は１００ｍＷであった）。こ
のようにコアガラスとしてリンを添加することにより、
利得係数および雑音指数が大幅に改善した。
【００３８】また、雑音指数はリンを添加しない場合は
７ｄＢであったが、リンを添加することにより４ｄＢに
低下した。
７ｄＢであったが、リンを添加することにより４ｄＢに
低下した。
【００３９】また、Ｐ2 Ｏ5 の代わりＢ2 Ｏ3 を添加し
ても利得係数および雑音指数の改善が確認できた。
ても利得係数および雑音指数の改善が確認できた。
【００４０】〔実施例５〕ＴｅＯ2 （７７モル％）−Ｚ
ｎＯ（１３モル％）−Ｎａ2 Ｏ（６モル％）−Ｂｉ2 Ｏ
3 （４モル％）をコアガラスとしてこれにＯＨ基を５０
００ｐｐｍ、Ｅｒを１０００ｐｐｍ添加したところ、利
得係数はＯＨ基を添加しないときと比較して３倍増加す
ることが確認できた。
ｎＯ（１３モル％）−Ｎａ2 Ｏ（６モル％）−Ｂｉ2 Ｏ
3 （４モル％）をコアガラスとしてこれにＯＨ基を５０
００ｐｐｍ、Ｅｒを１０００ｐｐｍ添加したところ、利
得係数はＯＨ基を添加しないときと比較して３倍増加す
ることが確認できた。
【００４１】リンを添加した場合より利得係数の増加の
程度が低いのはＯＨ基の振動エネルギーが３７００ｃｍ
-1という大きな値を持つため、増幅の始準位である 4Ｉ
13/2準位もわずかに多音子放出により緩和されるためで
ある。
程度が低いのはＯＨ基の振動エネルギーが３７００ｃｍ
-1という大きな値を持つため、増幅の始準位である 4Ｉ
13/2準位もわずかに多音子放出により緩和されるためで
ある。
【００４２】〔実施例６〕実施例１および２ではコアガ
ラスとしてＴｅＯ2 −ＺｎＯ−Ｎａ2 Ｏ−Ｂｉ2Ｏ3 系
ガラスを用いてホウ素、リン、ＯＨ基の添加効果を示し
た。しかし、それら元素の添加効果が現れるのは上記の
酸化テルライドガラスだけではない。例えば、ＴｅＯ2
−ＢａＯ−Ｎａ2 Ｏ系、ＴｅＯ2 −ＢａＯ−Ｋ2 Ｏ系、
ＴｅＯ2 −ＢａＯ−ＣａＯ系、ＴｅＯ2 −ＢａＯ−Ｓｒ
Ｏ系、ＴｅＯ2 −ＳｒＯ−ＣａＯ系、ＴｅＯ2 −Ｌｉ2
Ｏ−Ｎａ2 Ｏ系、ＴｅＯ2 −Ｌｉ2 Ｏ−Ｋ2 Ｏ系、Ｔｅ
Ｏ2−Ｌｉ2 Ｏ−ＢａＯ−ＣａＯ−ＳｒＯ系、ＴｅＯ2
−Ｌａ2 Ｏ3 −Ｌｉ2 Ｏ−Ｋ2 Ｏ−Ｎ2 Ｏ系、ＴｅＯ2
−Ｌａ2 Ｏ3 −ＢａＯ−ＳｒＯ系、ＴｅＯ2 −ＭｇＯ−
Ｋ2 Ｏ−Ｌｉ2 Ｏ−Ｎ 2Ｏ系、ＴｅＯ2 −ＭｇＯ−Ｂａ
Ｏ−ＳｉＯ−ＣａＯ系、ＴｅＯ2 −ＭｇＯ−Ｌａ2 Ｏ3
−Ａｌ2 Ｏ3 系、ＴｅＯ2 −ＴｈＯ2 −Ｋ2 Ｏ−Ｌｉ2
Ｏ−Ｎａ2 Ｏ系、ＴｅＯ2 −ＴｈＯ2 −ＢａＯ−ＳｒＯ
系、ＴｅＯ2 −ＴｈＯ2 −ＭｇＯ−ＢｅＯ系、ＴｅＯ2
−ＴｈＯ2 −Ｌａ2 Ｏ3 −Ａｌ2 Ｏ3 系、ＴｅＯ2 −Ｂ
ｅＯ−Ｋ2 Ｏ−Ｌｉ2 Ｏ−Ｎ2 Ｏ系、ＴｅＯ2 −ＢｅＯ
−ＭｇＯ−ＣａＯ−ＢａＯ−ＳｒＯ系、ＴｅＯ2 −Ｂｅ
Ｏ−Ｌａ2 Ｏ3 −Ａｌ2 Ｏ3 系、ＴｅＯ2 −ＴｉＯ2 −
Ｌｉ2 Ｏ−Ｎａ2 Ｏ−Ｋ2 Ｏ系、ＴｅＯ2 −ＴｉＯ2 −
ＢａＯ−ＳｉＯ系、ＴｅＯ2 −ＴｉＯ2 −Ｌａ2 Ｏ3 −
Ａｌ2 Ｏ3 系、ＴｅＯ2 −ＴｉＯ2 −ＴｈＯ2 系、Ｔｅ
Ｏ2 −Ｔａ2 Ｏ5 −Ｌｉ2 Ｏ−Ｎａ2 Ｏ−Ｋ2 Ｏ系、Ｔ
ｅＯ2 −Ｔａ2 Ｏ5 −ＢａＯ−ＳｒＯ系、ＴｅＯ2 −Ｎ
ｂ2 Ｏ5 −Ｌｉ2 Ｏ−Ｎａ2 Ｏ−Ｋ2 Ｏ系、ＴｅＯ2 −
Ｎｂ2 Ｏ5 −ＢａＯ−ＣａＯ−ＳｒＯ系、ＴｅＯ2 −Ｎ
ｂ2 Ｏ5 −ＭｇＯ−ＢｅＯ系、ＴｅＯ2 −Ｎｂ2 Ｏ5 −
Ｌａ2 Ｏ3 −Ａｌ2 Ｏ3 系、ＴｅＯ2 −Ｎｂ2 Ｏ5 −Ｔ
ｈＯ2 −ＴｉＯ2 系、ＴｅＯ2 −ＷＯ3 −Ｋ2 Ｏ−Ｌｉ
2 Ｏ−Ｎａ2 Ｏ系、ＴｅＯ2 −ＷＯ3 −ＢａＯ−ＣａＯ
−ＳｒＯ系、ＴｅＯ2 −ＷＯ3 −ＭｇＯ−ＢｅＯ系、Ｔ
ｅＯ2 −ＷＯ3 −Ｌａ2 Ｏ3 −Ａｌ2 Ｏ3 系、ＴｅＯ2
−ＷＯ3 −ＴｈＯ2 −ＴｉＯ2 系、ＴｅＯ2 −ＷＯ3 −
Ｔａ2 Ｏ5 −Ｎｂ2 Ｏ5 系ガラスまたは上記ガラスの２
種類以上の混合ガラスに添加しても０．９８μｍ励起し
た場合の利得係数向上および雑音指数の改善が確認でき
た。
ラスとしてＴｅＯ2 −ＺｎＯ−Ｎａ2 Ｏ−Ｂｉ2Ｏ3 系
ガラスを用いてホウ素、リン、ＯＨ基の添加効果を示し
た。しかし、それら元素の添加効果が現れるのは上記の
酸化テルライドガラスだけではない。例えば、ＴｅＯ2
−ＢａＯ−Ｎａ2 Ｏ系、ＴｅＯ2 −ＢａＯ−Ｋ2 Ｏ系、
ＴｅＯ2 −ＢａＯ−ＣａＯ系、ＴｅＯ2 −ＢａＯ−Ｓｒ
Ｏ系、ＴｅＯ2 −ＳｒＯ−ＣａＯ系、ＴｅＯ2 −Ｌｉ2
Ｏ−Ｎａ2 Ｏ系、ＴｅＯ2 −Ｌｉ2 Ｏ−Ｋ2 Ｏ系、Ｔｅ
Ｏ2−Ｌｉ2 Ｏ−ＢａＯ−ＣａＯ−ＳｒＯ系、ＴｅＯ2
−Ｌａ2 Ｏ3 −Ｌｉ2 Ｏ−Ｋ2 Ｏ−Ｎ2 Ｏ系、ＴｅＯ2
−Ｌａ2 Ｏ3 −ＢａＯ−ＳｒＯ系、ＴｅＯ2 −ＭｇＯ−
Ｋ2 Ｏ−Ｌｉ2 Ｏ−Ｎ 2Ｏ系、ＴｅＯ2 −ＭｇＯ−Ｂａ
Ｏ−ＳｉＯ−ＣａＯ系、ＴｅＯ2 −ＭｇＯ−Ｌａ2 Ｏ3
−Ａｌ2 Ｏ3 系、ＴｅＯ2 −ＴｈＯ2 −Ｋ2 Ｏ−Ｌｉ2
Ｏ−Ｎａ2 Ｏ系、ＴｅＯ2 −ＴｈＯ2 −ＢａＯ−ＳｒＯ
系、ＴｅＯ2 −ＴｈＯ2 −ＭｇＯ−ＢｅＯ系、ＴｅＯ2
−ＴｈＯ2 −Ｌａ2 Ｏ3 −Ａｌ2 Ｏ3 系、ＴｅＯ2 −Ｂ
ｅＯ−Ｋ2 Ｏ−Ｌｉ2 Ｏ−Ｎ2 Ｏ系、ＴｅＯ2 −ＢｅＯ
−ＭｇＯ−ＣａＯ−ＢａＯ−ＳｒＯ系、ＴｅＯ2 −Ｂｅ
Ｏ−Ｌａ2 Ｏ3 −Ａｌ2 Ｏ3 系、ＴｅＯ2 −ＴｉＯ2 −
Ｌｉ2 Ｏ−Ｎａ2 Ｏ−Ｋ2 Ｏ系、ＴｅＯ2 −ＴｉＯ2 −
ＢａＯ−ＳｉＯ系、ＴｅＯ2 −ＴｉＯ2 −Ｌａ2 Ｏ3 −
Ａｌ2 Ｏ3 系、ＴｅＯ2 −ＴｉＯ2 −ＴｈＯ2 系、Ｔｅ
Ｏ2 −Ｔａ2 Ｏ5 −Ｌｉ2 Ｏ−Ｎａ2 Ｏ−Ｋ2 Ｏ系、Ｔ
ｅＯ2 −Ｔａ2 Ｏ5 −ＢａＯ−ＳｒＯ系、ＴｅＯ2 −Ｎ
ｂ2 Ｏ5 −Ｌｉ2 Ｏ−Ｎａ2 Ｏ−Ｋ2 Ｏ系、ＴｅＯ2 −
Ｎｂ2 Ｏ5 −ＢａＯ−ＣａＯ−ＳｒＯ系、ＴｅＯ2 −Ｎ
ｂ2 Ｏ5 −ＭｇＯ−ＢｅＯ系、ＴｅＯ2 −Ｎｂ2 Ｏ5 −
Ｌａ2 Ｏ3 −Ａｌ2 Ｏ3 系、ＴｅＯ2 −Ｎｂ2 Ｏ5 −Ｔ
ｈＯ2 −ＴｉＯ2 系、ＴｅＯ2 −ＷＯ3 −Ｋ2 Ｏ−Ｌｉ
2 Ｏ−Ｎａ2 Ｏ系、ＴｅＯ2 −ＷＯ3 −ＢａＯ−ＣａＯ
−ＳｒＯ系、ＴｅＯ2 −ＷＯ3 −ＭｇＯ−ＢｅＯ系、Ｔ
ｅＯ2 −ＷＯ3 −Ｌａ2 Ｏ3 −Ａｌ2 Ｏ3 系、ＴｅＯ2
−ＷＯ3 −ＴｈＯ2 −ＴｉＯ2 系、ＴｅＯ2 −ＷＯ3 −
Ｔａ2 Ｏ5 −Ｎｂ2 Ｏ5 系ガラスまたは上記ガラスの２
種類以上の混合ガラスに添加しても０．９８μｍ励起し
た場合の利得係数向上および雑音指数の改善が確認でき
た。
【００４３】〔実施例７〕図３は本発明の実施例であ
り、１１，１１′は励起用半導体レーザ（波長：１４８
０ｎｍ）、１２，１２′は信号光と励起光とを結合させ
る光カップラー、１３，１５は増幅用光ファイバ、１４
は光アイソレータであり、信号光はＡのポートより入射
したのちＢのポートより出射する構成となっている。
り、１１，１１′は励起用半導体レーザ（波長：１４８
０ｎｍ）、１２，１２′は信号光と励起光とを結合させ
る光カップラー、１３，１５は増幅用光ファイバ、１４
は光アイソレータであり、信号光はＡのポートより入射
したのちＢのポートより出射する構成となっている。
【００４４】１３の増幅用ファイバとしてＥｒを１００
０ｐｐｍ添加したＺｒＦ4 系のフッ化物ファイバ（Ｋａ
ｎａｍｏｒｉ ｅｔ ａｌ． Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ
ｏｆ９ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｎｐｏ
ｓｉｕｍ ｏｎ Ｎｏｎ−Ｏｘｉｄｅ Ｇｌａｓｓｅ
ｓ，Ｐ．７４，１９９４）を用い、１５の増幅用ファイ
バとしてＥｒを１０００ｐｐｍ添加したＴｅＯ2 −Ｎａ
2 Ｏ−ＺｒＯ−Ｂｉ2Ｏ3 系の酸化テルライドファイバ
を用いた。
０ｐｐｍ添加したＺｒＦ4 系のフッ化物ファイバ（Ｋａ
ｎａｍｏｒｉ ｅｔ ａｌ． Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ
ｏｆ９ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｎｐｏ
ｓｉｕｍ ｏｎ Ｎｏｎ−Ｏｘｉｄｅ Ｇｌａｓｓｅ
ｓ，Ｐ．７４，１９９４）を用い、１５の増幅用ファイ
バとしてＥｒを１０００ｐｐｍ添加したＴｅＯ2 −Ｎａ
2 Ｏ−ＺｒＯ−Ｂｉ2Ｏ3 系の酸化テルライドファイバ
を用いた。
【００４５】それぞれのファイバともコア・クラッド屈
折率差は２．５％であり、カットオフ波長は１．３５μ
ｍ、ファイバ長はそれぞれ１０ｍ、および７ｍであっ
た。１１，１１′の励起用半導体レーザの出力光強度を
１５０ｍＷとして１．５μｍ帯の利得スペクトルを測定
した。
折率差は２．５％であり、カットオフ波長は１．３５μ
ｍ、ファイバ長はそれぞれ１０ｍ、および７ｍであっ
た。１１，１１′の励起用半導体レーザの出力光強度を
１５０ｍＷとして１．５μｍ帯の利得スペクトルを測定
した。
【００４６】図４は得られた利得スペクトルを示す図で
ある。１５３０ｎｍから１６００ｎｍまでの７０ｎｍ幅
で利得が３０ｄＢ近くの値を持ちフラットになっている
ことがわかる。従ってこの波長帯でゲインチルトも小さ
く抑えられることになる。Ｅｒ添加フッ化物ファイバを
用いた場合の利得がフラットになる波長幅は１５３０ｎ
ｍから１５６０ｎｍの３０ｎｍであるので、利得がフラ
ットになる波長幅は２倍以上に広がった。またＥｒ添加
石英ファイバの場合は、フラットな波長幅はたかだか１
０ｎｍであるので、７倍にも広がったことになる。
ある。１５３０ｎｍから１６００ｎｍまでの７０ｎｍ幅
で利得が３０ｄＢ近くの値を持ちフラットになっている
ことがわかる。従ってこの波長帯でゲインチルトも小さ
く抑えられることになる。Ｅｒ添加フッ化物ファイバを
用いた場合の利得がフラットになる波長幅は１５３０ｎ
ｍから１５６０ｎｍの３０ｎｍであるので、利得がフラ
ットになる波長幅は２倍以上に広がった。またＥｒ添加
石英ファイバの場合は、フラットな波長幅はたかだか１
０ｎｍであるので、７倍にも広がったことになる。
【００４７】本実施例では、Ｅｒ添加ＺｒＦ4 系フッ化
物ファイバを前段に用い、Ｅｒ添加酸化テルライドファ
イバを後段に使用したが、この逆でも良いし、ＩｎＦ3
系のフッ化物ファイバでも良い。また、Ｅｒ添加酸化物
多成分ガラスファイバを増幅用ファイバに加えても良
い。要するに、増幅用光ファイバのひとつとしてＥｒ添
加酸化テルライドファイバを用いることが重要である。
物ファイバを前段に用い、Ｅｒ添加酸化テルライドファ
イバを後段に使用したが、この逆でも良いし、ＩｎＦ3
系のフッ化物ファイバでも良い。また、Ｅｒ添加酸化物
多成分ガラスファイバを増幅用ファイバに加えても良
い。要するに、増幅用光ファイバのひとつとしてＥｒ添
加酸化テルライドファイバを用いることが重要である。
【００４８】また、酸化テルライドファイバの組成とし
ては本実施例で使用されたものに限定されるものではな
い。
ては本実施例で使用されたものに限定されるものではな
い。
【００４９】また、増幅用光ファイバの励起法として
は、前方励起、後方励起、双方向励起のいずれかを取っ
ても良いことは言うまでもない。
は、前方励起、後方励起、双方向励起のいずれかを取っ
ても良いことは言うまでもない。
【００５０】〔実施例８〕図５は本実施例の構成図であ
り、実施例１で用いた増幅用ファイバ１３，１５を直列
に波長可変バンドパスフィルタ１７（バンド幅３ｎｍ）
を介して接続し、１６の１４８０ｎｍで透過率が９９
％、１５３０ｎｍから１６３０ｎｍで反射率が１００％
のミラーを設け、また、他端に１５３０ｎｍから１６３
０ｎｍで透過率２０％のミラー１８を設けてレーザ発振
を行った。その結果、１５３０ｎｍから１６３０ｎｍの
広い範囲でレーザ発振を確認することができ、１．５μ
ｍで使用できる高帯域チューナブルレーザとして使用で
きることがわかった。
り、実施例１で用いた増幅用ファイバ１３，１５を直列
に波長可変バンドパスフィルタ１７（バンド幅３ｎｍ）
を介して接続し、１６の１４８０ｎｍで透過率が９９
％、１５３０ｎｍから１６３０ｎｍで反射率が１００％
のミラーを設け、また、他端に１５３０ｎｍから１６３
０ｎｍで透過率２０％のミラー１８を設けてレーザ発振
を行った。その結果、１５３０ｎｍから１６３０ｎｍの
広い範囲でレーザ発振を確認することができ、１．５μ
ｍで使用できる高帯域チューナブルレーザとして使用で
きることがわかった。
【００５１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光増幅媒
体を用いれば、これまで光ファイバ増幅器では不可能で
あった１．６μｍから１．７μｍにかけての光増幅器や
レーザ装置の構成が可能になり、１．５５μｍ帯の光通
信システムに用いられる保守・監視システムの高性能化
が達成でき、光通信システムの安定な運用が可能にな
る。
体を用いれば、これまで光ファイバ増幅器では不可能で
あった１．６μｍから１．７μｍにかけての光増幅器や
レーザ装置の構成が可能になり、１．５５μｍ帯の光通
信システムに用いられる保守・監視システムの高性能化
が達成でき、光通信システムの安定な運用が可能にな
る。
【００５２】また、増幅波長域が広い特性を利用すれ
ば、フェムト秒のような短光パルスも効率良く増幅する
こともできるし、波長多重光伝送システム中に用いる光
増幅器としても有効である。
ば、フェムト秒のような短光パルスも効率良く増幅する
こともできるし、波長多重光伝送システム中に用いる光
増幅器としても有効である。
【００５３】さらにまた、Ｅｒ添加酸化テルライド光フ
ァイバ増幅器において０．９８μｍ励起による利得係数
が大幅に改善でき、従来のＥｒ添加酸化テルライド光フ
ァイバ増幅器で実現できなかった高効率、低雑音の特性
を達成することができる。
ァイバ増幅器において０．９８μｍ励起による利得係数
が大幅に改善でき、従来のＥｒ添加酸化テルライド光フ
ァイバ増幅器で実現できなかった高効率、低雑音の特性
を達成することができる。
【００５４】今回実現できた特性と本来Ｅｒ添加酸化テ
ルライド光ファイバ増幅器のもつ高帯域性を合わせると
波長多重光伝送システムや光ＣＡＴＶシステムの高性能
化を進めることができ、その結果、それらシステムを用
いたサービスの高度化、経済かに大きく寄与できるとい
う利点がある。
ルライド光ファイバ増幅器のもつ高帯域性を合わせると
波長多重光伝送システムや光ＣＡＴＶシステムの高性能
化を進めることができ、その結果、それらシステムを用
いたサービスの高度化、経済かに大きく寄与できるとい
う利点がある。
【００５５】また、広帯域の増幅器として波長多重光伝
送システムで利用すれば伝送容量の格段の増大が期待で
き、情報通信の低コスト化に寄与できる。また、光ＣＡ
ＴＶシステムにおいて、そのゲインチルトが小さい特性
を利用して使用すれば、従来は困難であった波長多重に
よる高品質な映像の分配や中継が可能となり、やはり光
ＣＡＴＶの低コスト化が達成できるという大きなメリッ
トがある。さらに、レーザ光源として応用すれば各種波
長多重光伝送システムの低コスト化や光計測の高性能化
に寄与できる。
送システムで利用すれば伝送容量の格段の増大が期待で
き、情報通信の低コスト化に寄与できる。また、光ＣＡ
ＴＶシステムにおいて、そのゲインチルトが小さい特性
を利用して使用すれば、従来は困難であった波長多重に
よる高品質な映像の分配や中継が可能となり、やはり光
ＣＡＴＶの低コスト化が達成できるという大きなメリッ
トがある。さらに、レーザ光源として応用すれば各種波
長多重光伝送システムの低コスト化や光計測の高性能化
に寄与できる。
【図１】光増幅器の一例を示す構成図である。
【図２】レーザ装置の一例を示す構成図である。
【図３】実施例７のレーザ装置の構成図である。
【図４】実施例７で得られた利得スペクトルを表わす図
である。
である。
【図５】実施例８のレーザ装置の構成図である。
【図６】Ｅｒ3+のエネルギ準位図である。
【図７】酸化テルライド系ガラス中のＥｒの 4Ｉ13/2→
4Ｉ15/2発光スペクトルを表す図である。
4Ｉ15/2発光スペクトルを表す図である。
１ 信号光源 ２ 励起光源 ３ 光カップラ ４ 増幅用光ファイバ ５ 光アイソレータ ６ 光ファイバ ７ 狭帯域バンドパスフィルタ １１，１１′ 励起用半導体レーザ １２，１２′ 光カップラ １３，１５ 増幅用光ファイバ １４ 光アイソレータ １６，１８ ミラー １７ 波長可変バンドパスフィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金森 照寿 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 須藤 昭一 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 清水 誠 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 阪本 匡 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−233519（ＪＰ，Ａ) 米国特許5251062（ＵＳ，Ａ) Ｗａｎｇ Ｊ．Ｓ．ｅｔ ａｌ．，" Ｔｅｌｌｕｒｉｔｅ ｇｌａｓｓ：ａ ｎｅｗ ｃａｎｄｉｄａｔｅ ｆｏｒ ｆｉｂｅｒ ｄｅｖｉｃｅｓ”，Ｏｐｔ ｉｃａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，1994年 ８月１日，Ｖｏｌ．３ Ｎｏ．３，ｐ ｐ．187−203 Ｆｅｒｍａｎｎ，Ｍ．Ｅ．ｅｔ ａ ｌ．，”Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｐｅｒ ａｔｉｏｎ ｏｆ ａｎ Ｙｂ−ｓｅｎ ｓｉｔｉｓｅｄ Ｅｒ ｆｉｂｒｅ ｌ ａｓｅｒ ａｔ １．56μｍ”，Ｅｌｅ ｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ, 1988年９月１日，Ｖｏｌ．24 Ｎｏ. 18，ｐｐ．1135−1136 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 3/00 - 3/30
Claims (4)
- 【請求項１】 コアが少なくともエルビウムが添加され
たガラスで形成された光ファイバからなる光増幅媒体、
該光増幅媒体を励起するための励起光源、および該励起
光源からの励起光と信号光とを前記光増幅媒体に入力す
る入力手段を備えた光増幅器であって、 前記光増幅媒体は、コアが、ホウ素、リンおよび水酸基
よりなる群から選択される少なくとも1種が添加され、
Ｂ−Ｏ結合、Ｐ−Ｏ結合またはＯ−Ｈ結合の少なくとも
１種の結合を有する、少なくともエルビウムが添加され
た酸化テルライト系ガラスである光ファイバからなり、
そして前記励起光源は前記エルビウムの４Ｉ１１／２準
位を直接励起する０.９８μｍ付近の光を放射し得る励
起光源からなる、 ことを特徴とする光増幅器。 - 【請求項２】 コアが少なくともエルビウムを添加した
ガラスで形成された光ファイバからなる複数の光増幅媒
体を直列に配置した光増幅器であって、前記複数の光増
幅媒体の少なくとも１つが、コアが、ホウ素、リンおよ
び水酸基よりなる群から選択される少なくとも1種が添
加され、Ｂ−Ｏ結合、Ｐ−Ｏ結合またはＯ−Ｈ結合の少
なくとも１種の結合を有する、少なくともエルビウムが
添加された酸化テルライト系ガラスである光ファイバか
らなり、０.９８μｍの励起光によって直接励起される
光増幅媒体であることを特徴とする光増幅器。 - 【請求項３】 コアが少なくともエルビウムが添加され
たガラスで形成された光ファイバからなる光増幅媒体を
少なくとも一部に有する光共振器、および前記光増幅媒
体を励起する励起光源を具備するレーザ装置であって、 前記光増幅媒体は、コアが、ホウ素、リンおよび水酸基
よりなる群から選択される少なくとも1種が添加され、
Ｂ−Ｏ結合、Ｐ−Ｏ結合またはＯ−Ｈ結合の少なくとも
１種の結合を有する、少なくともエルビウムが添加され
た酸化テルライト系ガラスである光ファイバからなり、
そして前記励起光源は前記エルビウムの４Ｉ１１／２準
位を直接励起する０.９８μｍ付近の光を放射し得る励
起光源からなる、 ことを特徴とするレーザ装置。 - 【請求項４】 コアが少なくともエルビウムを添加した
ガラスで形成された光ファイバからなる複数の光増幅媒
体を直列に配置したレーザ装置であって、前記複数の光
増幅媒体の少なくとも１つが、コアが、ホウ素、リンお
よび水酸基よりなる群から選択される少なくとも1種が
添加され、Ｂ−Ｏ結合、Ｐ−Ｏ結合またはＯ−Ｈ結合の
少なくとも１種の結合を有する、少なくともエルビウム
が添加された酸化テルライト系ガラスである光ファイバ
からなり、０.９８μｍの励起光によって直接励起され
る光増幅媒体であることを特徴とするレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10768495A JP3316660B2 (ja) | 1994-08-17 | 1995-05-01 | 光増幅器およびレーザ装置 |
Applications Claiming Priority (3)
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